1、第1章 数据与信息浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）1.3 数据采集与编码必修必修1 1 数据与计算数据与计算学习目标123了解数据采集。理解信息的数字化（采样、量化）。掌握数制。编码（ASCII码，汉字编码，条形码，二维码，声音编码，图像编码，视频编码）。412重点难点重点：数制及其转换。难点：编码（ASCII码，汉字编码，条形码，二维码，声音编码，图像编码，视频编码）。第一课时课堂导入课堂导入 计算机技术的应用，使得数据的处理方式发生了巨大的转变，数据的处理效率也得到了极大的提高。不同的采集方式使得所获取的数据形式多种多样，要用计算机处理这些数据，需要对
2、采集到的数据进行一定的转换。1.3.1 数据采集数据的获取方法已逐渐以机器为主，传感器可随时获取来自自然信源的数据，网络爬虫可在较短时间内获取大量网络数据。可以实时监测着大气中PM2.5的浓度变化。2020年10月，图片拍摄于“智慧东昌”展览馆地感线圈采集交通数据。保护野生动物，GPS可堪大任。智慧农业：传感器在现代农业中的应用 网络爬虫是一种按照一定的规则，自动地抓取网页上数据的程序或脚本。与人在浏览网页时的行为相似，网络爬虫也是通过网页中的超链接在网页间跳转，根据需求按特定的关键字获取某一方面的网页数据，然后对这些数据进行处理、存储等操作，并可用专门软件对这些数据进行分析。网络爬虫 互联网
3、上已经积聚了海量数据，人们可以随时从网上获取所需的各种数据用于日常生活，如订票，电子地图等。专业人员则运用技术，从互联网上采集大量数据，用于研究、分析、决策等，如通过采集上网用户的相关数据，分析网民行为，推送精准的个性化服务。精准的个性化服务。从互联网上采集数据1.3.2 数字化:模拟信号：以连续变化的物理量存在，如语音数字信号：在取值上是离散的、不连续的信号。模拟信号数字信号数字化将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化与编码。图1.3.2 模拟信号的数字化过程在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻，得到每个时刻对应的声波信号的振幅值。在横轴上按一定的时间间隔，从信号中取一个瞬时值，
4、这个过程称为采样。1采样录音设备在1秒内对声音信号的采样次数称为采样频率，如果1秒内采样44100次，则采样频率是44100Hz，即44.1kHz。常用的CD音质的采样频率就是44.1kHz。采样频率将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整。将信号波形的纵轴划分为若干区间，落到某一区间的采样点按四舍五入的规则取整选值，这个过程称为量化。2量化问题与讨论既然计算机只能处理数字信号，那么是不是意味着不再需要模拟信号了？请结合生活实例予以说明（如音频的录制与回放、答题纸的扫描与阅卷等）。第二课时1.3.3 数制进位制进位制二进制二进制八进制八进制十进制十进制十六进制十六进制标识BODH1、数的进制
5、2、二进制二进制数的特点：有两个基本数码：0，1。采用逢二进一的进位规则。例如，1101.01B=1x23+1x22+0 x21+1x20+0 x2-1+1x2-2.其中B表示二进制23,22,21,20,2-1,2-2是不同位置上的权值。3.十六进制十六进制数的特点是：由十六个基本数码组成，即0,1,2,9,A,B,C,D,E,F.采用逢十六进一的进位规则。例如，B574H=11x163+5x162+7x161+4x160。与二进制相类似，H表示十六进制，163，162,161,160是不同位置上的权值。1.3.4 编码1.字符编码常见的字符编码有ASCII、Unicode及各种汉字编码。（
6、1）ASCII码ASCII(American standard code for information interchange,美国信息交换标准代码)。基本的ASCII码由33个控制字符、10个阿拉伯数字、26个英文大写字母、26个英文小写字母与一些标点符号组成。ASCII码值及对应的字符见附表。（2）汉字编码计算机中的汉字也是采用二进制进行编码的。1个汉字在计算机中用2个字节表示。如“中国China”,用二进制表示就是11010110 11010000 10111001 1111010；而英文字符“China”是ASCII字符，其中每个字母都用1个字节表示。2、条形码 条形码（barcod
7、e)是将宽度不等的多个黑条和白条，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。条形码可以标出物品的生产国、制造厂商、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等领域广泛应用。目前国际上有多种条形码编码方式，下图为我国普遍采用的EAN13条形码。3、二维码 二维码（2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上（二维方向）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。相对于一维的条形码，二维码的信息存储量更大，功能也更加强大。随着智能手机的普遍使用，手机已成为个人用户扫描二维码读取信息的常
8、用工具。声音数字化过程将模拟声音数字化需要经过采样、量化、编码三个过程。声音的频率声音的频率一般以赫兹表示，记为Hz，指每秒周期性振动的次数。人耳可以感知到的声音，其频率范围在20-20000Hz。分贝分贝是用来表示声音强度的单位，记为dB。声音类型常见的声音文件类型有wave、mp3、wma等。4、声音编码5、图像编码数字图像包括矢量图形与位图图像。矢量图形是指用点、直线或者多边形等基于数学方程的几何图元表示的图像。位图图像又称栅格图像或点阵图，图像的采样就是把一张图像分解成一个一个大小相同的点，这些点称作像素，是组成位图的基本单位。常见图像文件格式：如bmp、jpeg、gif、png等。图1.3.8 不同像素的图像6、视频编码 视频数据由于数据量大，不便于存储与传输，往往需要对其进行压缩。视频的编码一般是指通过特定的压缩技术对视频进行压缩。常见的视频编码方式有MPEG1、MPEG2、MPEG4等。小 结1、数制：二进制、十六进制的特点和转换。2、编码（ASCII码，汉字编码，条形码，二维码，声音 编码，图像编码，视频编码）。
